PYTHIA8/pythia8175/include/ProcessContainer.h

   1 // ProcessContainer.h is a part of the PYTHIA event generator.
   2 // Copyright (C) 2013 Torbjorn Sjostrand.
   3 // PYTHIA is licenced under the GNU GPL version 2, see COPYING for details.
   4 // Please respect the MCnet Guidelines, see GUIDELINES for details.
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   6 // This file contains the collected machinery of a process.
   7 // ProcessContainer: contains information on a particular process.
   8 // SetupContainers: administrates the selection/creation of processes.
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  10 #ifndef Pythia8_ProcessContainer_H
  11 #define Pythia8_ProcessContainer_H
  12
  13 #include "Basics.h"
  14 #include "BeamParticle.h"
  15 #include "Event.h"
  16 #include "Info.h"
  17 #include "ParticleData.h"
  18 #include "PartonDistributions.h"
  19 #include "PhaseSpace.h"
  20 #include "PythiaStdlib.h"
  21 #include "ResonanceDecays.h"
  22 #include "Settings.h"
  23 #include "SigmaProcess.h"
  24 #include "SigmaTotal.h"
  25 #include "StandardModel.h"
  26 #include "SusyCouplings.h"
  27 #include "SusyLesHouches.h"
  28 #include "UserHooks.h"
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  30 namespace Pythia8 {
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  32 //==========================================================================
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  34 // The ProcessContainer class combines pointers to matrix element and
  35 // phase space generator with general generation info.
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  37 class ProcessContainer {
  38
  39 public:
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  41   // Constructor.
  42   ProcessContainer(SigmaProcess* sigmaProcessPtrIn = 0,
  43     bool externalPtrIn = false) : sigmaProcessPtr(sigmaProcessPtrIn),
  44     externalPtr(externalPtrIn), phaseSpacePtr(0) {}
  45
  46   // Destructor. Do not destroy external sigmaProcessPtr.
  47   ~ProcessContainer() {delete phaseSpacePtr;
  48     if (!externalPtr) delete sigmaProcessPtr;}
  49
  50   // Initialize phase space and counters.
  51   bool init(bool isFirst, Info* infoPtrIn, Settings& settings,
  52     ParticleData* particleDataPtrIn, Rndm* rndmPtrIn, BeamParticle* beamAPtr,
  53     BeamParticle* beamBPtr, Couplings* couplings, SigmaTotal* sigmaTotPtr,
  54     ResonanceDecays* resDecaysPtrIn, SusyLesHouches* slhaPtr,
  55     UserHooks* userHooksPtr);
  56
  57   // Store or replace Les Houches pointer.
  58   void setLHAPtr( LHAup* lhaUpPtrIn,  ParticleData* particleDataPtrIn = 0)
  59     {lhaUpPtr = lhaUpPtrIn;
  60     if (particleDataPtrIn != 0) particleDataPtr = particleDataPtrIn;
  61     if (sigmaProcessPtr != 0) sigmaProcessPtr->setLHAPtr(lhaUpPtr);
  62     if (phaseSpacePtr != 0) phaseSpacePtr->setLHAPtr(lhaUpPtr);}
  63
  64   // Update the CM energy of the event.
  65   void newECM(double eCM) {phaseSpacePtr->newECM(eCM);}
  66
  67   // Generate a trial event; accepted or not.
  68   bool trialProcess();
  69
  70   // Pick flavours and colour flow of process.
  71   bool constructState();
  72
  73   // Give the hard subprocess (with option for a second hard subprocess).
  74   bool constructProcess( Event& process, bool isHardest = true);
  75
  76   // Give the Les Houches decay chain for external resonance.
  77   bool constructDecays( Event& process);
  78
  79   // Do resonance decays.
  80   bool decayResonances( Event& process);
  81
  82   // Accumulate statistics after user veto.
  83   void accumulate();
  84
  85   // Reset statistics on events generated so far.
  86   void reset();
  87
  88   // Process name and code, and the number of final-state particles.
  89   string name()        const {return sigmaProcessPtr->name();}
  90   int    code()        const {return sigmaProcessPtr->code();}
  91   int    nFinal()      const {return sigmaProcessPtr->nFinal();}
  92   bool   isSUSY()      const {return sigmaProcessPtr->isSUSY();}
  93
  94   // Member functions for info on generation process.
  95   bool   newSigmaMax() const {return newSigmaMx;}
  96   double sigmaMax()    const {return sigmaMx;}
  97   long   nTried()      const {return nTry;}
  98   long   nSelected()   const {return nSel;}
  99   long   nAccepted()   const {return nAcc;}
 100   double weightSum()   const {return wtAccSum;}
 101   double sigmaSelMC()  {if (nTry > nTryStat) sigmaDelta(); return sigmaAvg;}
 102   double sigmaMC()     {if (nTry > nTryStat) sigmaDelta(); return sigmaFin;}
 103   double deltaMC()     {if (nTry > nTryStat) sigmaDelta(); return deltaFin;}
 104
 105   // Some kinematics quantities.
 106   int    id1()         const {return sigmaProcessPtr->id(1);}
 107   int    id2()         const {return sigmaProcessPtr->id(2);}
 108   double x1()          const {return phaseSpacePtr->x1();}
 109   double x2()          const {return phaseSpacePtr->x2();}
 110   double Q2Fac()       const {return sigmaProcessPtr->Q2Fac();}
 111   double mHat()        const {return sqrtpos(phaseSpacePtr->sHat());}
 112   double pTHat()       const {return phaseSpacePtr->pTHat();}
 113
 114   // Tell whether container is for Les Houches events.
 115   bool   isLHAContainer() const {return isLHA;}
 116   int    lhaStrategy()    const {return lhaStrat;}
 117
 118   // Info on Les Houches events.
 119   int    codeLHASize()       const {return codeLHA.size();}
 120   int    subCodeLHA(int i)   const {return codeLHA[i];}
 121   long   nTriedLHA(int i)    const {return nTryLHA[i];}
 122   long   nSelectedLHA(int i) const {return nSelLHA[i];}
 123   long   nAcceptedLHA(int i) const {return nAccLHA[i];}
 124
 125   // When two hard processes set or get info whether process is matched.
 126   void   isSame( bool isSameIn) { isSameSave = isSameIn;}
 127   bool   isSame()      const {return isSameSave;}
 128
 129 private:
 130
 131   // Constants: could only be changed in the code itself.
 132   static const int N12SAMPLE, N3SAMPLE;
 133
 134   // Pointer to the subprocess matrix element. Mark if external.
 135   SigmaProcess*    sigmaProcessPtr;
 136   bool             externalPtr;
 137
 138   // Pointer to the phase space generator.
 139   PhaseSpace*      phaseSpacePtr;
 140
 141   // Pointer to various information on the generation.
 142   Info*            infoPtr;
 143
 144   // Pointer to the particle data table.
 145   ParticleData*    particleDataPtr;
 146
 147   // Pointer to the random number generator.
 148   Rndm*            rndmPtr;
 149
 150   // Pointer to ResonanceDecays object for sequential resonance decays.
 151   ResonanceDecays* resDecaysPtr;
 152
 153   // Pointer to userHooks object for user interaction with program.
 154   UserHooks*       userHooksPtr;
 155
 156   // Pointer to LHAup for generating external events.
 157   LHAup*           lhaUpPtr;
 158
 159   // Info on process.
 160   bool   isLHA, isMinBias, isResolved, isDiffA, isDiffB, isDiffC, isQCD3body,
 161          allowNegSig, hasOctetOnium, isSameSave, increaseMaximum,
 162          canVetoResDecay;
 163   int    lhaStrat, lhaStratAbs;
 164
 165   // Statistics on generation process. (Long integers just in case.)
 166   bool   newSigmaMx;
 167   long   nTry, nSel, nAcc, nTryStat;
 168   double sigmaMx, sigmaSgn, sigmaSum, sigma2Sum, sigmaNeg, sigmaAvg,
 169          sigmaFin, deltaFin, weightNow, wtAccSum;
 170
 171   // Statistics for Les Houches event classification.
 172   vector<int> codeLHA;
 173   vector<long> nTryLHA, nSelLHA, nAccLHA;
 174   long nTryLast, nSelLast;
 175
 176   // Estimate integrated cross section and its uncertainty.
 177   void sigmaDelta();
 178
 179 };
 180
 181 //==========================================================================
 182
 183 // The SetupContainers class turns the list of user-requested processes
 184 // into a vector of ProcessContainer objects, each with a process.
 185
 186 class SetupContainers {
 187
 188 public:
 189
 190   // Constructor.
 191   SetupContainers() {}
 192
 193   // Initialization assuming all necessary data already read.
 194   bool init(vector<ProcessContainer*>& containerPtrs, Settings& settings,
 195     ParticleData* particleDataPtr, Couplings* couplings);
 196
 197   // Initialization of a second hard process.
 198   bool init2(vector<ProcessContainer*>& container2Ptrs, Settings& settings);
 199
 200 };
 201
 202 //==========================================================================
 203
 204 } // end namespace Pythia8
 205
 206 #endif // Pythia8_ProcessContainer_H